3d Принтер Для Строительства Домов Китай. Строительный 3d принтер
Строительный 3D-принтер превратили в автономного универсального робота
Steven J. Keating et al., / Science Robotics
В Массачусетском технологическом институте разработали и испытали роботизированную строительную платформу, которая может не только печатать здания, но и выполнять другие виды работ. Статья опубликована в Science Robotics.
Развитие аддитивных технологий в последние годы привело к созданию строительных 3D-принтеров большого размера, с помощью которых иногда можно распечатать здание целиком. Например, в этом году компания Apis Cor целиком напечатала жилой дом в подмосковной деревне Ступино, а в прошлом году в Дубае напечатали офис. Тем не менее, такие проекты предполагают только печать строительной смесью, а другие операции при возведении здания приходится выполнять традиционными методами с помощью дополнительного оборудования. Кроме того, подавляющее большинство строительных 3D-принтеров устанавливаются статично и не могут самостоятельно перемещаться.
Steven J. Keating et al., / Science Robotics
Steven J. Keating et al., / Science Robotics
Разработанная инженерами из MIT роботизированная платформа под названием Digital Construction Platform(DCP) представляет собой гидравлический манипулятор на гусеничной платформе весом 3,7 тонн. Платформа может самостоятельно перемещаться по строительной площадке и с помощью разных насадок печатает различными материалами, такими как пена, лед или строительные смеси. Кроме 3D-печати DCP поддерживает установку дополнительного оборудования. Например, на манипулятор можно установить сварочный аппарат, дрель или ковш.Для демонстрации возможностей DCP исследователи напечатали округлое строение из пены. Диаметр структуры составил 14,5 метра, а высота стены 3,7 метра. Весь процесс печати пеной занял 13,5 часов. Как отмечают авторы, в будущем такие установки, возможно, смогут работать автономно, самостоятельно собирая энергию с помощью солнечных батарей и используя для печати подходящие материалы, обнаруженные в окружающей среде. При этом исследователи считают, что для печати можно будет использовать и всевозможные биоматериалы — например, сено.
Примеры различных материалов, с которыми может работать DCP
Steven J. Keating et al., / Science Robotics
Стоит отметить, что DCP в своем роде первая попытка создания универсальной автономной строительной платформы. Ранее итальянская компания WASP предлагала решить проблему дополнительного оборудования другим способом — покупкой набора из пяти 3D-принтеров для строительства жилья и 3D-печати бытовых предметов.Подобные DCP строительные платформы могут в будущем использоваться не только на Земле, но и на других небесных телах. Этому способствует автономность в электропитании, мобильность и возможность адаптироваться к разным материалам производства. Уже разработана технология печати материалом, который на 70 процентов состоит из реголита, а Россия даже планирует создать лунный 3D-принтер.
Николай Воронцов
nplus1.ru
3d Принтер Для Строительства Домов Китай. Проектирование изделий. informatik-m.ru
Вилла, построенная Winsun
Пятиэтажный дом, элементы конструкции которого были напечатаны на 3D-принтере
Фирма Winsun, как уже было отмечено выше, в качестве пробного шага освоила метод скоростной печати простых конструкций. Специалистам компании удалось возвести 10 компактных одноэтажных жилых построек за 24 часа, использовав для этого разработанный собственными силами 3D-принтер. Устройство заправлялось смесью цемента и строительных отходов, и в состав которой добавлялся специальный затвердитель.
Теперь Winsun, решившая усложнить задачу, сумела на примере двух новых и более сложных строений продемонстрировать перспективность рассматриваемой 3D-технологии. Для воплощения задуманного команда инженеров Winsun спроектировала принтер высотой 6,6 метров, 10 метров в ширину и 40 метров в длину. Устройство изготавливает отдельные цельные блоки будущих домов, которые собираются на месте, укрепляясь арматурой и дополняясь изоляционными материалами, чтобы соответствовать всем необходимым стандартам современного строительства.
Стены огромной виллы и пятиэтажного дома выполняются практически полыми, имеющими внутри зигзагообразные элементы для повышения надёжности конструкции. Главным преимуществом описанного способа строительства называется экономическая составляющая, позволяющая снизить расход строительных материалов на 30–60 % благодаря применению переработанных отходов. Себестоимость представленной виллы на 1100 м 2 метров составила $161 тыс.
Китайский 3D-принтер позволяет строить 10 домов за сутки
Несколько месяцев назад в Интернете появилась информация о крупногабаритном 3D-принтере, способном за 24 часа распечатать целый дом. Однако умельцы из Китая в свойственной им манере придумали устройство, которое штампует здания гораздо быстрее.
Для начала имеет смысл сказать несколько слов о медленном принтере. Его изобрел профессор университета Южной Калифорнии Берох Хошневис (Behrokh Khoshnevis). Устройство представляет собой массивную конструкцию на рельсах, которая слой за слоем создает стены будущего дома, предварительно спроектированного в цифровом виде. В качестве стройматериала используется особый быстросохнущий бетон, который к тому же, как утверждается, более чем в три раза прочнее обычного. За сутки такой принтер может построить дом площадью около 230 кв. м. Видео о технологии можно посмотреть здесь и здесь .
Изобретение китайских инженеров из компании WinSun Decoration Design Engineering Company за те же сутки помогает создать 10 домов, причем ненамного меньшей площади – порядка 200 кв. м. При этом используются исключительно переработанные строительные материалы и промышленные отходы. Однако в отличие от своего заокеанского собрата китайский 3D-принтер печатает дом частями, которые потом, как конструктор, собираются в единое целое. Габариты самого принтера при этом следующие: длина составляет 152 м, ширина – 10 м, высота – 6 м.
По словам разработчиков, дизайн такого дома позволяет в дальнейшем легко установить необходимую внутреннюю инфраструктуру. Инженеры считают, что дома, созданные при помощи такого принтера, предназначены прежде всего для семей и индивидуумов с невысоким уровнем дохода. В поддержку этого говорит тот факт, что общая стоимость здания составляет порядка #36 4 800. А несколько таких домов уже стоит в шанхайском районе Цинпу.
Если так дело пойдет и дальше, то, вероятно, в не столь отдаленном будущем с помощью подобных устройств можно будет наконец приступить к методичному заселению широких просторов Сибири. Если, конечно, изобретатели из Китая не придут туда первыми.
В Китае изобрели 3D-принтер, который печатает десять жилых домов в сутки
3D-принтеры уже умеют создавать множество вещей: одежду, мебель, сладости и даже глазную сетчатку. Так что появление распечатанных домов было лишь вопросом времени. В Голландии уже возводят такой дом, блок за блоком. Китайская компания WinSun Decoration Design Engineering Co. решила не отставать и разработала свой способ трехмерной печати зданий.
Сам принтер отличается гигантскими размерами — больше 30 м в длину, 11 м в ширину и 7 м в высоту. Он производит из бетона все здание целиком, поэтому весь процесс занимает очень мало времени. Принцип его работы схож с детской игрой в куличики. в жидком состоянии бетон заливается в специальные емкости, где потом засыхает, формируя стены и перекрытия, слой за слоем. В результате получается вполне пригодный для жилья дом — с дверьми, окнами и крышей.
За 24 часа компания может отпечатать десять таких домов площадью в 200 кв. м каждый. Самое интересное, что сам бетон сделан из пригодных для переработки материалов, а для работы принтера нужно совсем немного рабочих, поэтому он чрезвычайно дешев в обслуживании. Сообщается, что себестоимость одного напечатанного здания равна всего $4800. Китаю с его проблемами перенаселенности новая технология придется как нельзя кстати.
Печать домов на 3D принтере
Сегодня сложно сказать, кто первым додумался попробовать напечатать на 3D принтере жилой дом, но уже сейчас понятно, что в недалеком будущем технология трехмерной печати станет неотъемлемой частью строительного дела.
В начале двухтысячных годов сразу несколько независимых друг от друга групп ученых начали исследования в области применения технологии 3D печати в строительстве.
Инженеры из Китая, США, Великобритании и Нидерландов усердно трудились, не покладая рук. Вполне возможно, что через пару лет каждый желающий сможет купить 3d принтер для строительства домов на розничном рынке. Пока это всего лишь догадки.
Давайте остановимся подробнее на уже достигнутых результатах.
Дом на 3d принтере – миф или реальность?
Группе инженеров британского Университета Лафборо, работающих под руководством доктора Сунгву Лима, удалось создать уникальный цементный состав, позволяющий печатать изделия любых форм: выпуклые, краеугольные, изогнутые, кубические.
Исследователи отказались от применения технологии лазерного спекания и цифровой обработки светом. Вместо этого они вернулись к истокам 3D печати в лице несколько видоизмененной технологии послойного наплавления.
Усовершенствованная цементная формула укладывается методом экструдирования, что позволяет значительно упростить строительные работы, так как исключается необходимость в опалубке. Готовые бетонные фигуры легко поддаются корректировке и отделочным работам.
Эксперименты британских инженеров не прошли бесследно. Их идея вызвала живой интерес ученых из Южно-Калифорнийского университета. Они предложили использовать огромные машины для 3D-печати непосредственно на строительных площадках.
На данный момент в патентное бюро США был направлен проект под названием Contour Crafting, на основе которого планируется собрать огромный принтер, который сможет печатать дома в сборе: не только несущие стены, но и проводку вместе с сантехникой.
Компании, опередившие время
В шанхайской компании Shanghai WinSun Decoration Design Engineering Co не стали дожидаться, пока американские конструкторы соберут футуристическую машину. Вместо этого предприимчивые инженеры собрали собственный 3D-принтер WinSun, поразивший мировую общественность в первую очередь своими размерами.
Аппарат 150 метров длиной и 10 метров шириной способен всего за несколько часов напечатать здание высотой до 6 метров. 3d строительный принтер WinSun в качестве «чернил» использует цемент, усиленный стекловолокном.
Компания уже применила свое изобретение на практике. Пока речь идет про недорогое, несложное одноэтажное жилье, однако в Shanghai WinSun переполнены энтузиазмом. Тестовые образцы обошлись предприятию на 50% дешевле, чем при использовании классических методов строительства.
Справедливости ради, стоит заметить, что опытные образцы домов, несущие стены которых напечатаны с помощью принтера, появились не только в Шанхае. В США активно развивается частный проект по строительству жилых конструкций. Руководит ним молодой и амбиционный инженер Андрей Руденко.
В отличие от остальных, Андрей планирует создать принтер, который сможет печатать дома не только на подготовленной строительной площадке, но и на холмистой местности. Автор проекта уже добился значительных результатов в своих начинаниях, о чем свидетельствует данное видео:
Пока работа над основным проектом находится в самом разгаре, Руденко решил продемонстрировать общественности, на что способен принтер, собранный по его технологии.
В результате в Миннесоте появился небольшой импровизированный замок, доказывающий, что идеи Андрея имеют право на реализацию:
Дом, напечатанный на 3d принтере по доступной цене
Словенская компания BetAbram занялась серийным производством строительных принтеров. На данный момент модельный ряд продукции словенского производителя ограничен тремя моделям – P1, P2 и P3.
Стоимость бюджетной модели составит «всего» 12000 евро, в то время как флагманы линейки будут продаваться по цене от 20000 евро. Учитывая, что аппарат может печатать несущие конструкции, его стоимость полностью себя оправдывает. Но что более важно, окупает себя с лихвой.
В компании утверждают, что принтер BetAbram P1 способен напечатать бетонное здание без опалубки объемом 144 квадратных метра. Примечательно, что высота аппарата составляет чуть больше двух метров.
Специальная платформа, водруженная на регулируемые по высоте рельсы, оперативно поднимает экструдер по оси Z, в то время как размеры осей X и Y ограничены (например, для принтера P3 16 х 9 метров).
А как же насчет внутренних стен? Все, описанные выше технологии и изобретения ориентированы на строительство внешних конструкций. Но на рынке трехмерной печати нашлись компании, которые всерьез задумались над обустройством жилого пространства изнутри.
К примеру, Emerging Objects изобрели соляной полимер для печати межкомнатных перегородок, изящно зондирующих помещение. Соединив воедино строительный клей и соль, добытую в пруду Редвуд-сити, изобретатели получили недорогой, легкий, водостойкий, полупрозрачный материал.
Первым проектом Emerging Objects стал 3D-печатный дом под кодовым названием 1.0. Стены в комнатах целиком и полностью печатаются из новоизобретенного материала Saltygloo. В результате получается очень красивый, изящный и достаточно прочный дом, который станет украшением любой курортной зоны.
Рональд Раэль решил не останавливаться на достигнутом. Недавно функционер, возглавляющий Emerging Objects, сообщил, что планирует возвести дом из современных 3D-печатных материалов.
Внутренние стены, как уже говорилось, будут сделаны из Saltygloo, а наружные напечатают из Picoroco – запатентованных чернил, являющих собой цементный полимер. Стоит отметить, что все строительные элементы печатаются на промышленном оборудовании.
3d принтер и строительство домов, как взаимодополняющие элементы.
В Нидерландах решили пойти немного другим путем. Исследователи, представляющие лабораторию Sabin Design при Корнельском университете, решили, что современная промышленность не готова к печати домов целиком. Вместо этого они сосредоточили свои усилия на печати керамических кирпичей.
Ученые решили обойти традиционные трудоемкие методы строительных работ, заменив шлакоблоки, цементный раствор и физический труд с помощью изделия под названием PolyBricks.
Специалисты из Sabin Design решили отказаться от традиционных клеящих составов. Кирпичи Polybrick создавались с учетом классических столярных технологий, применяющихся строителями для скрепления между собой деревянных изделий. Другими словами, кирпичные блоки проектируются таким образом, чтобы сила тяжести соединяла между собой все детали конструкции.
Для изготовления несущих блоков использовался современный порошковый 3D-принтер ZCorp 510, который полностью оправдал свою функциональность и продемонстрировал высокое качество печати.
В итоге
Армия – двигатель современного прогресса. По крайней мере, так считают многие уважаемые ученые. Как известно, большинство уникальных технологий, которые появились в нашей жизни, были подарены «гражданским» предприятиями оборонной промышленности.
3D строительство – это тот редкий случай, когда предприятия оборонной промышленности заинтересовались исконно гражданскими разработками для военных целей.
ВМС США всерьез заинтересовались методами печати бетоном. Национальный научный фонд США при поддержке оборонных ведомств решили финансировать разработки компании Contour Crafting.
Это означает лишь одно – 3D печать в строительстве определенно нашла свое место и вполне возможно, очень скоро, строительство станет частью технологии трехмерной печати, а не наоборот!
Источники: http://www.3dnews.ru/908385, http://www.oszone.net/23917/3D_printer_prints_10_houses_a_day, http://style.rbc.ru/news/gadgets//04/20/18293/, http://make-3d.ru/articles/3d-printer-dlya-pechati-domov/
Комментариев пока нет!
informatik-m.ru
Строительный 3d принтер - это... Что такое Строительный 3d принтер?
| Возможно, эта статья содержит оригинальное исследование. Добавьте ссылки на источники, в противном случае она может быть выставлена на удаление.Дополнительные сведения могут быть на странице обсуждения. |
Строительный 3d принтер — комплекс технических средств, основанный на технологиях аддитивного производства и предназначенный для автоматизированного строительства зданий и сооружений, а также производства малых архитектурных форм (МАФ), элементов интерьера. В настоящее время строительные 3d принтеры используют две технологии аддитивного производства.
Технология № 1
«Контурное строительство» (Contour Crafting) — прорывная технология в строительстве позволяющая без ущерба для эксплуатационных качеств конечной продукции автоматизировать самый трудоемкий этап строительства — возведение несущих и ограждающих конструкций (в будущем прокладку инженерных сетей, отделочные работы).
Технология заключается в экструзии (выдавливании) слой за слоем специального бетона по заложенному программой контуру выращивая стены здания, поэтому технология и получила такое название. В этом она очень похожа на обычную 3d печать по технологии компании Stratasys FDM® (послойная укладка разогретой нити термопластика в соответствии с рабочим файлом).
Особенность технологии заключается в подключении дополнительного инструмента машины — манипулятора устанавливающего в проектное положение несущие и поддерживающие элементы конструкции, инженерные коммуникации (перемычки, балки перекрытия/покрытия, элементы стропильной конструкции, лотки, дымоходы, вент. каналы и т.д).
Строительный материал для возведения несущих элементов конструкции (стен, перекрытий) это быстротвердеющий реакционно-порошковый бетон армированный стальной или полимерной микрофиброй. Особенность реакционно-порошкового бетона является отсутствие крупного заполнителя без потери в соотношении вяжущие/твердая составляющая, а также высочайшие эксплуатационные характеристики. Так же может быть использованы более дешевые виды бетонов, такие как мелкозернистый и песчаный бетон модифицированный добавками (гиперпластификаторы, ускорители твердения, фибра). В качестве арматуры может быть применена инновационная технология тканных объемно-сетчатых каркасов. В теории такие каркасы могут связываться в единую конструкцию в процессе печати.
Преимущество технологии заключается в скорости строительства. По данным машина может построить за 24 часа жилой дом площадью 150 кв.м.
Недостатком является сложность, а в некоторых случаях и невозможность печати зданий с открытой планировкой и сложных архитектурных форм из-за необходимости создания поддерживающих конструкций.
dik.academic.ru
© 2005-2018, Национальный Экспертный Совет по Качеству.
